• 検索結果がありません。

JAIST Repository: ナノ秒レーザ光の骨形成作用:骨粗鬆症モデルおよび健常ラットにおける検証

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

シェア "JAIST Repository: ナノ秒レーザ光の骨形成作用:骨粗鬆症モデルおよび健常ラットにおける検証"

Copied!
3
0
0

読み込み中.... (全文を見る)

全文

(1)JAIST Repository https://dspace.jaist.ac.jp/. Title. ナノ秒レーザ光の骨形成作用:骨粗鬆症モデルおよび 健常ラットにおける検証. Author(s). 二宮, 禎. Citation Issue Date. 2002-09. Type. Thesis or Dissertation. Text version. none. URL. http://hdl.handle.net/10119/2127. Rights Description. Supervisor:西坂 剛, 材料科学研究科, 博士. Japan Advanced Institute of Science and Technology.

(2) Bone Formation by Nano-second Laser Irradiation in Unloading and Loading Rats Tadashi Ninomiya School of materials Science, Japan Advanced Institute of Science and Technology (Supervised by Prof. Dr. T. Nishisaka)     Near  infra-red  light  is  permeable  to  the  skin  and  the  soft  tissue  reach  the  bone tissue  and  marrow  and  then  the  light is  absorbed  the  tissue  layer containing  pigments such  as  hemoglobin.    Therefore,  a  short  pulse  and  high  peak  fluence  light  can  be directly generated a stress on the bone tissue and marrow.    If a LISW was generated in bone  tissue  or  bone  marrow,  it  may  stimulate  bone  formation  in  a  similar  fashion  to mechanical  loading  or  ultrasound.    I  have  hypothesized  that  pulsed  laser  light irradiation stimulates bone formation through stress.    The purpose of this study was to demonstrate the effects of high-intensity pulsed laser irradiation on bone formation and to be clearly the mechanism of this bone formation.   The anterior facies femoralis of the hind-limb of the unloading and loading rats were irradiated with laser light from a Q-switched Nd: YAG laser with a wavelength of 1064 nm.    Histomorphometry of  specimens  of  trabecular bone  was also  performed  using  a confocal  laser  scanning  microscope  (CLSM).    The  mean  bone  volume  and  mineral apposition rate of laser irradiated group (Laser) were significantly higher than those of the non-irradiated group (Control).    These values under the Laser of unloading rat were about 1.52 and 1.25-fold those of the Control, respectively.    In loading rat, a value of bone volume under the Laser was about 1.27-fold that of the Control.    These findings revealed that laser irradiation accelerates bone formation. The  number  of  bromodeoxyuridine  (BrdU)  positive  cells  and  tartrate-resistant  acid phosphate  (TRAP)  positive  cells  were  measured  in  the  distal  metaphyseal  trabecular bone  of  the  femur.    BrdU  positive  cells  were  observed  on  bone  marrow  cells  and chondrocytes in growth plate.    Number of BrdU positive  cell of the Laser  was higher than that of the Control.    BrdU labeled bone marrow cell was the highest on the third day after laser irradiation.    Number of TRAP positive cell of the Laser was lower than that  of  the  Control.    TRAP  positive  cell  was  the  lowest  on  the  third  day  after  laser irradiation.    These  findings  revealed  that  laser  irradiation  increase  a  number  of.

(3) osteoblasts and decrease a number of osteoclasts. When  laser  light  is  applied  to  tissue,  its  wavelength  and  intensity  should  be considered because these parameters are related to its penetration depth into tissues and the magnitude of stress.    Low-energy laser irradiation with a He-Ne laser, which has a wavelength of 632  nm and with a Ga-Al-As  laser which has a wavelength  of 830 nm, stimulates bone  cells.  However,  the  mechanism  by  which  low-energy laser  irradiation affects  bone  is  not  clearly  known.  It  was  recently  found  that  light  at  a  low  radiation dosage is absorbed by intracellular chromophores, such as porphyrins and cytochromes. Chromophore  that  has  absorbed  light  with  1064  nm  is  involved  in  hemoglobin. However, a  major role of this  protein is to deliver oxygen  molecules into cells.    This protein  is  probably  not  associated  directly  with  bone  formation.    Therefore,  it  was considered likely that the light with 1064 nm does not have a photochemical influence on bone cells.    Even if this light is absorbed into other intracellular chromophores, its influence will not be reflected in the present result.   The applied intensity  of the low-energy laser light that was previously reported was 1.27-8.91  mW.    In  this  study,  high-intensity  pulsed  laser  light  with  6.25  or  12.5 MW/pulse intensity was employed.    The laser light used in this study which a standard light  (wavelength;  1064  nm,  repetition  rate;  10  Hz)  with  Q-switched  Nd:  YAG  laser, repeats transient  thermal expansion and  relaxation every 100  ms.    Moreover, because the  light  is  scattered  in  irradiated  tissue,  the  absorption  volume  becomes  large.    In short, the region where the pressure wave breaks out in bone tissue is sufficiently wider than  the  area  of  the  irradiated  spot.    The  generated  pressure  wave  would  therefore increase  the  marrow  pressure.    It  was  assumed  that  the  observed  effects  of  bone formation  on  the  metaphysis  are  mainly  due  to  this  phenomenon.    These  bone formations  induced  by  high-intensity  pulsed  laser  irradiation  might  be  due  to  laserinduced pressure waves.   This  study  indicated  that  high-intensity  pulsed  laser  irradiation  accelerates  bone formation  on  metaphysis,  enhances  the  activity  of  bone  formation  and  inhibits resorption.  .

(4)

参照

関連したドキュメント

The Moral Distress Scale for Psychiatric nurses ( MSD-P ) was used to compare the intensity and frequency of moral distress in psychiatric nurses in Japan and England, where

Time variations of output power of each longitudinal mode and total intensity by all lasing modes as well as optical frequency spec- trum of the output light and intensity noise

In this study, the standard deviation of gray level intensity Gsa, the ratio of surface area RA, the ratio of X-direction length RLX and the one of Y

However for the SOA which does not have the facet mirrors, several authors have theoretically predicted that the inputted optical signal can reveal the larger amplification factor

In this paper, the surface temperature of the powder mixture in metallic additive manufacturing during laser beam irradiation was measured by two-color pyrometer employing optical

そこでこの薬物によるラット骨格筋の速筋(長指伸筋:EDL)と遅筋(ヒラメ筋:SOL)における特異

たRCTにおいても,コントロールと比較してク

Fig.12 Variation of temperature and stress intensity factor with time in cleaving of Si wafer with pulsed laser P=567W, 2=3.0ms, L=lmm.. Fig.13 Relation between pulse duration